Científicos de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) proponen un sistema integrado para experimentar y reproducir el fenómeno de la conciencia en sistemas artificiales.
Raúl Arrabales Moreno y Araceli Sanchis de Miguel, investigadores del departamento de Informática de la UC3M, han desarrollado la arquitectura CERA (Conscious and Emotional Reasoning Architecture), una plataforma de integración de diferentes componentes cognitivos para el control de robots. CERA se define por un conjunto de parámetros que regulan funciones cerebrales como la atención, la contextualización o la predicción sensorial con el objetivo de abarcar la gran funcionalidad del razonamiento consciente. Aunque el problema de la conciencia ha sido tratado desde la antigüedad por filósofos y religiosos, durante mucho tiempo ha permanecido como un área vedada a la ciencia al entenderse como un campo exclusivo de lo puramente espiritual o filosófico.
En las últimas décadas los grandes avances en neurociencia que han tenido lugar, principalmente ligados a la aparición de técnicas modernas de imagen por ordenador, como la Tomografía por Emisión de Positrones (PET) o la Imagen Funcional de Resonancia Magnética (fMRI), han permitido empezar a comprender cómo funciona el cerebro humano y a desmitificar el fenómeno de la conciencia. Asimismo, el impulso de grandes científicos como los ganadores del Premio Nobel Francis Crick y Gerald Edelman para desvelar el misterio de la conciencia humana ha creado, según Arrabales “el caldo de cultivo necesario para que los ingenieros podamos plantearnos imitar este proceso en máquinas artificiales".
El campo de la conciencia artificial se basa en reproducir este fenómeno desde la perspectiva de que emerge como un evento global que abarca los procesos de percepción, atención, razonamiento, reconocimiento y comportamiento que tienen lugar en distintas partes del cerebro. “El gran desafío de la conciencia en máquinas es precisamente, diseñar ese cerebro”, explica el investigador. Los procesos conscientes son aquellos que podemos percibir como propios mientras que los inconscientes tienen lugar sin que el sujeto se dé cuenta de ellos. Sin embargo, por motivos normalmente ligados a la supervivencia, los contenidos inconscientes se hacen relevantes saltando inmediatamente al campo de lo consciente. “Por ejemplo, en un entorno abarrotado donde se oyen multitud de voces la mayoría de las palabras son filtradas, es decir, procesadas inconscientemente. Sin embargo, si alguien pronuncia tu nombre, esa voz pasa a primer plano”, según Arrabales.
Cognición robótica
La arquitectura CERA está orientada para ser el sistema de control de un robot móvil autónomo. Se trata de un sistema software que permite la integración de diferentes componentes cognitivos en un sistema autónomo y según el investigador, “está diseñada para ser un entorno de investigación en el cual se puedan probar diferentes modelos de consciencia y emociones”. Compuesta por tres capas, el modelo de conciencia racional se encuentra en la más interna, la capa núcleo. La segunda añade los sistemas cognitivos específicos del problema y la capa física contiene la definición de los sistemas sensorimotores específicos del robot. “Al implementar un modelo de conciencia se espera que su aplicación sea de utilidad en entornos reales, con capacidad de procesar multitud de estímulos y de afrontar y responder a situaciones desconocidas”, aclara el investigador que añade que “aunque todavía no somos capaces de construir una máquina con un nivel de conciencia equivalente al de un ser humano adulto, sí que hay algunas características de este fenómeno, como algunos mecanismos de atención, que ya se pueden reproducir”.
En cuanto a la tecnología detrás de estos prototipos, actualmente existen varios procedimientos que bien imitan el sistema nervioso humano a nivel neurofisiológico (CyberChild) o modelizan distintas áreas del cerebro y su interacción. Así, enfoques típicos son los basados en redes neuronales artificiales, simuladas por software o implementadas directamente con microchips de silicio, o emulando los procesos cerebrales en plataformas robóticas. Existen distintos prototipos que simulan la conciencia en máquinas (IDA, LIDA, robot CRONOS) entre los que destacan la mencionada CRANIUM-CERA donde multitud de pequeños procesadores especializados colaboran y compiten continuamente para formar coaliciones temporales de agentes que consigan aparecer en el primer plano de la conciencia.
Autoconciencia
La capacidad de reflexionar acerca de uno mismo, la autoconciencia, es una de las características principales de este fenómeno y uno de los componentes más difíciles de simular en máquinas. “Para que un sistema de memoria sea capaz de almacenar una experiencia personal es preciso que exista un modelo del “yo” en la mente”. Otro punto importante es la introducción de factores psicológicos en sistemas artificiales. Al realizar un modelo cognitivo del funcionamiento de la mente y representarlo en un sistema de control para un robot, “ya se están introduciendo factores psicológicos como en el caso de los mecanismos de atención. Así podríamos decir que un robot se distrae cuando su sistema de atención no funciona bien”, aclara el investigador. Lo mismo ocurre en el caso de las emociones cuya simulación en sistemas artificiales sirve para “centrar la atención en las tareas más gratificantes”, resume.
Dado que el campo de la conciencia artificial es muy joven y sólo existen algunos prototipos muy concretos, este verano se celebrará el seminario internacional sobre conciencia artificial Nokia Workshop of Machine Consciousness que se celebrará en el Nokia Research Center de Helsinki. “Los que trabajamos en el campo de la conciencia artificial pensamos que crear máquinas conscientes es uno de los retos del mundo de la inteligencia artificial, pero es aún mayor el de desarrollar un sistema de conciencia artificial que incluya procesos tan importantes como el aprendizaje o la interacción social con humanos”, añade Arrabales que concluye que “la conciencia es probablemente la clave para conseguir mejores resultados en robots sociales, haciendo que éstos sean capaces de ponerse en el lugar del otro”.
El estudio que recoge esta investigación, Applying machine consciousness models in autonomous situated agents, ha sido publicado en la revista científica Pattern Recognition Letters por Raúl Arrabales Moreno y Araceli Sanchis de Miguel ambos del Departamento de Informática de la UC3M.
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